高层建筑结构受力特点和结构概念设计课件.ppt

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1、第2章高层建筑结构受力特点和结构概念设计2.1高层建筑结构上的荷载和作用2.2高层建筑结构的受力特点和工作特点2.3高层建筑结构的结构体系和结构布置2.4高层建筑结构的概念设计《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）2.1.1竖向荷载2.1.2风荷载2.1.3地震作用2.1.4温度和其他作用2.1高层建筑结构上的荷载和作用2.1.1竖向荷载back恒荷载楼面和屋面活荷载活荷载的不利布置竖向荷载包括

2、恒荷载和活荷载，特殊情况下还有竖向地震作用水平向荷载或作用风荷载、地震作用其它荷载或作用施工荷载、地基不均匀沉降、温度变化在地震区，往往是地震荷载与垂直荷载的组合起控制作用；在非地震区，则是风荷载和垂直荷载的组合起控制作用。抗风设计和抗震设计对高层建筑结构来说是十分重要的。back概述back2.1.1竖向荷载1.恒荷载结构自重是永久荷载，又称为恒荷载(恒载)，是由于结构自身重力产生的竖向荷载。恒载可由构件和装修的尺寸和材料的重力密度直接计算。材料的自重一般可按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

3、的规定采用钢筋混凝土自重：25kN/m3；钢材自重：78.5kN/m3；玻璃：25.6kN/m32.楼面和屋面活荷载楼面活荷载高层建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，应按《荷载规范》取值。设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值应乘以规定的折减系数。屋面活荷载房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载应按下表中的数值采用。屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合。back同时有以下情况发生时，给与特别处理：施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时，根据

4、具体情况验算施工荷载对结构的影响。旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。擦窗机等清洗设备应按实际情况确定其自重的大小和作用位置。当有直升机平台时，直升机的活荷载按JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.1.5条采用。3.活荷载的不利布置大量工程设计结果：钢筋混凝土高层建筑结构竖向荷载(恒荷载或活荷载)平均值约为15kN/m2框架、框架－剪力墙结构：12～14kN/m2剪力墙、筒中筒结构：14～16kN/m2这些竖向荷载估算的经验数据，在方案阶段非常有用，它成为估算地基承载力、估算结构

5、底部剪力和初定结构截面的依据。在计算高层建筑竖向荷载下产生的内力时，一般可以不考虑活荷载的不利布置，按满布活荷载计算。back2.1.2风荷载定义空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物表面产生压力或吸力，这种风力作用称为风荷载。影响因素近地区性质、风速、风向有关，同时与建筑物的高度、形状、表面状况有关。风载的摩擦力建筑物表面与空气之间还有摩擦力，然而在一般情况下，它是风力的(1～2)％左右，设计中不予考虑。风作用的特点不规则；波动性。back风荷载风荷载标准值基本风压ω0风压高度变化系数μz风载体型系数

6、μs风振系数βz阵风系数βgz总风荷载和局部风荷载计算总风荷载局部风荷载当计算主要承重结构时计算围护结构时垂直作用在建筑物表面上的单位面积风荷载按下述公式计算：式中ωk－风荷载标准值（kN/m2）ω0－基本风压（kN/m2）βz－z高度处风振系数；βgz－z高度处阵风系数；μz－风压高度变化系数；μs－风荷载体型系数。(2-1-1)(2-1-2)back1.风荷载标准值（1）基本风压ω0(2-1-3)式中ω0－基本风压(kN/m2)；ρ－空气的密度，取＝0.125kg/m3；ν0－平均风速(m/s)。上海

7、：重现期50年:ω0＝0.55；重现期100年:ω0＝0.60back基本风压值系以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一遇10min平均最大风速ν0为标准，确定的风压值。基本风压计算公式如下：定义某类地区上空z高度处的风压与基本风压的比值。通常认为在离地面高度为300～500m时，风速不再受地面粗糙度的影响。地面粗糙度分类A类：近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：有密集建筑群的城市市区；D类：有密集建筑群且房屋较高的城市

8、市区。山区高层建筑高度变化系数的修正位于山区的高层建筑，高度变化系数按荷载规范相应的规定进行修正。back（2）风压高度变化系数μz概述风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力(或吸力)与来流风的速度压的比值，它描述了建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的分布规律。相关因素：建筑物的体型、尺度、表面位置及表面状况、也与周围环境和底面粗糙度有关。风载体型系数的标注正值为压力，负值为吸力。作用方向：与建筑物表面垂直。b